PT95592A - Processo para a preparacao de composicoes betuminosas - Google Patents

Description

Este inventa refere-se a um processo para a preparação de composições betuminosas, 0 betumes também referido cama asfalta, è utilizado em pavimentação, cobertura de telhados, compostos para juntais e adesivos. 0 betume é um material barato para estas utilizações, mas tem algumas deficiências, que incluem baixa flexibilidade, baixa resistência à tensão e fraca resistência à degradação devida à exposição ao oxigénio, è luz solar e á água. Algumas destas deficiências das propriedades físicas podem ser, pelo menos parcialmente, superadas pela inclusão na composição de betume de várias polímeras de elsstémeras e de agentes de enchimento reforçantes, tais como o negro de fumo. Contudo, a utilidade destas composições de polímero—betume é serisraents limitada pela tendência dos polímeros de elastómeros em serem incompatíveis com os betumes e de se separar uma fase rica em polímero e uma fase rica em asfalteno durante o armazenamento. A U.S. Patent NS 3 699 918 (Raley) revela uma mistura de betume e de um copolímero aleatório de propileno e etileno. Refere-se que a composição tem boa elastecidade a baixa temperatura e boa resistência ao impacto a alta temperatura. 0 processo revela que a mistura do polímero e do betume consiste na colocação de polímero num moinho de rolos a quente e na. adição em pequenas porções de material betuminoso até a desejada proporção de betume ter sido adicionada. Alternativamente, faz-se fluir o copolímero numa porção do asfalto fundida e, quando se obtém uma mistura homogénea, é adicionado o resto do asfalto. Raley não revela um método para combinar betume, negro de fumo e polímeras de elastómeros. A U.S. Patent NS 3 265 765 (Holden) proporciona copolí-ineros de bloco de elastómeros ft-8-Α que podem ser dispersos em \

betume para melhorar a viscosidade a alta temperatura, a dúctili-dade a baixa temperatura e a flexibilidade» Qs elastómeros podem ser misturados com materiais usuais que compõem a borracha tais como o negro de fumo» Os blocos A do copalímera de Holden são blocos de hidracarbonetos alcsnilaromáticos polimerizados e o bloco B é um bloco de dieno conjugado polimerizado» Não é revelado por Holden um método para se preparar uma. tal composição, em que a composição tenha uma boa estabilidade de armazenamento. A U.K. Pateni NQ 1 143 895 {Nielson) revela composições de betume, agentes de enchimento, negro de fumo e copolímeros de bloco» 0 copolírisero de bloco tem uma configuração A-B-A onde os blocos A são hidracarbonetos vinilaromáticos substituídos polime— rizados e o bloco B é um bloco de elastémero de um alceno, um dieno conjugado ou um seu derivado hidrogenado. Nielson revela também um processo para a preparação da composição em que o negro de fumo é pré-misturado numa porção de betume, produzindo um lote principal» 0 copolímero pode em seguida ser adicionado ao lote principal. Alternativamente, o copolímero poda ser misturado com o betume restante para formar um segundo lote principal e, em seguida, os dois lotes principais são combinados. Apesar das propriedades da composição revelada por Nielson serem excelentes, requere-se uma quantidade relativamente grande de copolímero de bloco para se obterem estas propriedades» 0 copolímero ê consideravelmente mais caro do que as outras componentes da composição, por isso será vantajoso obter melhorias nas propriedades do betume conseguidas pela adição de copolímeros da bloco com menos necessidade de copolímero» Tem-se verificado também que a compatibilidade das composições preparadas pelo processo de Nielson, medida pela quantidade da fase de separação durante o armazenamento a quente da composição, é também deficiente»

A U.S» Patent N« 3 978 014 (Van Beeai et al) revela uma composição betuminosa que é dita ter excelente estabilidade de armazenamento. A composição betuminosa de Van Bsem compreendes 95 a 75 */», numa base ponderai, de uma componente betuminosa que tem uma aromaticidade que excede 0,004 x P + 0,280, onde Pé o conteúdo de n—heptano—asfalieno5 4 a 15 %, numa base ponderai, de um copolímero de bloco que é preferivelmente um copalímero de bloco palistireno—palialcadieno—polistireno e 4 a 15 %, numa base ponderai, de um polímero termoplástico, diferente do copalímero de bloco, que tem uma massa molecular superior a 10 ©00, um parâmetro de solubilidade de 7,S até 8,8 e uma cristalinidade abaixo de 60 % a 25 *8. Van Seem não revela um processo para a combinação do negro de fumo na mistura de betume-copolímero de bloco revelada»

Foi agora surpreendentemente encontrado um processo para a preparação de composições de betume que contfm negro de fumo, copolímeros de bloco e betume que são capazes de mostrar estabilidade de armazenamento, propriedades de tensão e capacidade de exposição à acção do tempo»

De acordo com o presente inventa é proporcionada um processo para a preparação de uma composição de betume, processo esse que compreende os passos de? a) mistura de uma composição de negro de fumo, que compreende negro de fumo e que contém de © a í& % de betume numa base ponderai com base na composição de negro de fumo, com uma composição de copolímero de bloco, composição de copolímero de bloco que compreende um copolímero de bloco e que contém de 0 a 10 % de betume numa base ponderai com base na composição do copolímero de bloco, sendo o copolímero de bloco escolhido de entre a grupo constituído por copolímeros de bloco hidrogenados e t

não hidrogenados, compreendendo o copolimero de bloco, antes da hidrog en aç ão, pelo menos dois blocos A, blocos A que compreendem unidades de monómeros de vinilareno predominantemente polimeriza— das, e pelo menos u.m bloco B, bloco B que compreende unidades de monómeros de diolifina conjugada predaminantemente polimerizadasp e b) combinação da mistura do copolimero de bioco e da composição de negro de fumo com um betume, para formar a composição de betumeo

Tem—se verificado surpreendentemente que a mistura do negro de fumo com o copolimero de bloco, antes do copolimero de bloco entrar em contacto com o betume, tem como resultado uma composição que tem uma resistência à tensão muito aceitável, compatibilidade melhorada (medida pela estabilidade de armazenamento a quente) a capacidade de exposição à acção do tempo melhorada. Estas composições são, inter alia, particularmente adequadas para utilização como composições para cobertura de telhados.

Os betumes empregues no processo do presente invento devem ter propriedades que variem amplamente, dependendo da consistência desejada do produto acabado» Os betumes adequados podem, convenientemente, ter pontos de amolecimento numa gama desde 26 °C (80 °F> até 105 °C (220 °F) e, preferivelmente, desde 32 *C (9Θ °F> até 49 °C (12Θ ’:'F), 0 betume pode ser um resídua da destilação de petróleo bruto de fracçSo directa, produzido por fracção directa de "cracking" csu resíduo de "cracking”, por corrente de ar forçado num petróleo bruto ou resíduos de destilação de petróleo bruto ou extractos de petróleos brutos, um betume derivado de alcatrão de hulha, betume de propano, betume de butano, betume de pentano ou as suas misturas.

Os capolimeros de blaco úteis na processo deste invento incluem copalímeros de bloca linear9 capolimeros de bloco ft-B-ft e copalímeros de blaco radial» Os copolímeros de bloco radial sSo também conhecidos por polímeros em estrela, e tfm uma pluralidade de braços polímeros que se estendem a partir de um agente de acoplamento central»

Ps copolímeros de bloco linear que podem ser utilizados na processa da presente invento podem ser representados pela seguinte fórmula de estrutura gerais M- (8- em ques A è um bloco polímero que compreende predominantemente unidades, de monómero de hidrocarbaneto manoalcenil— aromático 5 B é um bloco polímero que compreende predominantemente unidades de monómero de diolifina conjugada ou o derivado hidrogenado correspondente} X e Z são, independentementeϋ § ou ij e Y ê um inteiro desde 1 até Í5.

Qs copolímeros de bloco radial que podem ser utilizados no processo deste invento podem ser representados pelas seguintes fórmulas de estrutura geraiss CB, ( fi—8) Y - Vn C e CB„ - ÍA-B)w - A,3,. - C - CB'1 „ λ Y l π n em ques A5 B, X, Y e 2 são definidos do mesmo modo que anteriormente; π é um inteiro desde 3 até 3®? C é o núcleo do polímero radial formado com um agente de acoplamento polifuncional5 B' é u<n bloco polímera que compreende predou*inan temente unidades de diolifina conjugada, B' esse que pode ser igual ou diferente de B; e n' e n" são inteiros que representam o número de cada tipo de braço, sendo (n* e n") inteiros desde 3 até 3®. molecular pre^sre-se que os blocos A tenham, cada um, uma massa média numa gama desde 5@@® até 35 ®@®, enquanto o bloco B, cada um, dever ter uma massa molecular média numa gama desde 2Θ @®@ até 3®@ @00” Prefere-se msi um, uma massa molecular média numa , que os blocos A tenham, cada Qaeta desde 75®® -até 3@ @@@ e cada bloco B tenha uma massa molecular média numa gama desde 3® 00P; até i5® €3@@- - ínfits preferido é que os blocos A tenham, cada um, uma ma.ssa molecular média numa gama desde 1® @®@ até 2® ®®0 e que cada bloco B tenha uma massa molecular média numa qam-! desde 45 @00 até 75 @@Θ,= As massas moleculares médias sáto, preferivelmente« medidas por cromatografia de permesção gel (GPC) polistireno= com um padrão de

Os blocos A e B podem ser blocos de homopolimero ou blocos de copolimero aleatório ou em ponta, contanto que cada bloco seja predominantemente da classe do monómero que caracteri-za o bloco» Por exemplo, o copolímero de bloco pode conter blocas A que são blocos de copolímero de estireno/a—metilestireno ou blocos de copolímero aleatório ou em ponta de estireno/buta-dieno, contanto que os blocos predominem individualmente em alcenilarenos. Os blocos A são preferivelmente blocos homopo-lí meros de monoalcenil-arano» 0 termo " nonoa 1 c en i 1 -ar en o11 será usado para incluir os da série benzeno tais como estireno e seus análogos e homólogos que incluem o-metilestireno, ρ-metilestireno, p-tert-butilestireno, 1,3-dimetílestireno, α-metilestireno e outros estirenos alquilados no anel, particularmente estirenas metilados no anel e outros compostos aromáticos monoa1ceni1-policie licos tais como vinilnaftaleno e vinilantraceno« Os mono-alcenil-arenos preferidos são arenos monociclicos de monovinilo tais como estireno e α-metilestireno, sendo particularmente preferido o estireno» Por conseguinte os blocos A são preferivelmente predoroinantemente de estireno polimerisada»

Por "sendo predominantemente a classe do monómero que caracteriza o bloco”, quere-se significar que mais de 75 %, numa base ponderai, dos blocos A são unidades ds monómero de vinilare-no e mais de 75 %, numa base ponderai, dos blocos B são unidades de monómero de dieno conjugado»

Os blocos B podem compreender homopolimeros de monóme-ros de dieno conjugado, copalímeros de dois ou mais dienos conjugados e copo1ímeros de um ou mais dos dienos com um vinil— -areno, contanto que os blocos B sejam predominantemente unidades de dieno conjugado» Os monómeros de dieno conjugado contfm preferivelmente de 4 até S átomos de carbono. Exemplos destes monómeros de dieno conjugado adequados incluems 1,3-butadieno Ϊ0 ~

íbutadieno), 2-metil-l,3-butadiena íisopreno), 2,3-dimetil-í,3™ •--foutadieno, i ,3-pentadieno (piperileno) e 1,3-hexadieno. Os blocas B são preferivelmente de butadieno polimerisada ou iso-preno polimeriza^o.

Preferivelmente, os copolimeros de bloco de díenos conjugadas e ftidrocarbonetos de vinil-arena que podem ser utilizados incluem os elastómeros derivados de butadieno que t'ê'm conteúdos de 1,2-microestrutura antes da hidrogenação desde cerca de 7 até 10® %? mais preferivelmente desde 25 até 65 %, ainda mais preferivelmente desde 35 até» 55 %. A proporção do copal £ mero, que é de unidades de monómeros de alcenil-areno, encontra-se numa gama desde 1 até 60 “/« numa base ponderai do copal imero de bloco, preferivelmente de 5 até 5© %, mais preferivelmente de 15 até 45 % numa base ponderai, ainda mais preferivelmente de 2© até 4© 7. numa base ponderai .

Os blocos A, e»g= blocos de polistireno,, compreendem preferivelmente de 5 até 5© % numa base ponderai do copolimero de bloco total, mais preferivelmente de 25 até 35 7. numa base ponderai do copolimero de bloco total, ainda, mais preferivelmente de 28 até 32 % numa base ponderai do copolimero de bloco total.

Os copolimeros de bloco podem ser produzidos par quaisquer processos de copolimerização ou polimerização de bloco que incluem técnicas de adição sequencial de monómero, técnica de adição incremental de monómero ou técnica de acoplamento, como está ilustrado, por exempla, nas U.S. Patents Nos. 3 251 9€t5, 3 39© 207, 3 598 887 e 4 2Í9 627. Como é bem conhecido na técnica de polimero de bloco, os blocos de copolimero afilado podem ser incorporados no copolimero de muiti-bloco por copolime— rização de uma mistura monómeros de diena conjugado e alcenil---areno utilizando a diferença entre as suas razões de η reactividade de copolimerização. As várias patentes que descrevem a preparação de copolímeros de muiti-bloco que contêm blocos de copolímero afilado incluem as 11 = 8=, Patenls Nos» 3 251 9Θ5, 3 265 765, 3 639 52í e 4 208 356.

Deverá ser observado que os polímeros e copolímeros anteriormente descritos podem, se desejado, ser prontemente preparados pelos métodos anunciados anteriormente. Contudo, uma vez que muitos destes polímeros e copolímeros estão comercialmente disponíveis, é conveniente empregar o polímero comercialmente disponível, visto que isto serve para reduzir o número de passos de processamento envolvidos no conjunto do processo»

Estes copolímeros são preferivelmente hidrogenados para aumentar a sua estabilidade térmica, propriedades em alta temperatura e resistência à oxidação» A hidrogenação destes copoiíme— ros pode ser levada a cabo por uma variedade de processos que incluem a hidrogenação na presença de catalisadores como níquel Raney, metais nobres como a platina e o paládio e catalizadores de metal de transição solúveis» Qs processos de hidrogenação adequados que podem ser utilizados são aqueles em que o copolíme-ro ou polímero que contém dieno é dissolvido num diluente de hidrocarboneto inerte, tal como ciclo-hexa.no, a hidrogenado por raacção com hidrogénio na presença de um catalizador de hidroge-naçla solúvel. Estes processos são revelados nas U.S. Patents Nos» 3 113 986 e 4 226 952. Os copolímeros podem ser hidrogenados de uma maneira tal que produza copolímeros hidrogenados que têm um conteúdo de insaturação etilénica residual (no bloco de polidie.no) menor do que 2Θ ?4, preferivelmente não ma is do que 10 %r mais preferivelmente não roais do que 5 %, do seu conteúdo inicial de insaturação etilénica inicial <antes da hidrogenação)»

Os polímeros de bloco particular-mente adequados, antes da hidrogenação, que podem ser empregues para o presente propósito incluem as seguintes espécies? po 1 i s t i r en o- po 1 i i so ρ r en ο- ρο 1 i s t i r en o polistireno-polibutadieno-polistireno h quantidade de copolimero de bloco útil no processa do presente invento é preferivelmente desde 2 até 25 % numa base ponderai da quantidade de betume mais copolimero de bloco. A quantidade de copolimero de bloco situa—se mais preferivelmente numa gama desde 4 até 15 %= Níveis significativamente mais elevados de copolimero de bloco pedem tornar a composição relati-vamente cara e também aumentar excessivamente a viscosidade da composição acabada. Níveis signif icativamente mais baixos de copolimero de bloco, em geral, não formarão domínios de polímeros no interior da composição betuminosa e, por conseguinte, não produzirão os melhoramentos desejadas das propriedades da composição. 0 copolimero de bloco não deve ser combinado com uma porção significativa ue betume antes de ser misturado com o negro de fumo, porque não serão realizados os benefícios da processo. A quantidade de betume na composição de copolimero de bloco, se presente, é por conseguinte menor do que 1Θ % numa base ponderai da composição do copolimero de bloco. 0 negro de fumo que é utilizado no presente invento pode convenientemente ter um tamanha de partícula numa gama desde 5 até 5Θ® nm. Os negros de fumo preferidos são as de graus ASTM N66®, N55®« Ν33Θ, Nii®, N22®, N7él. N6®1, 53®® e 53®1. Os negros de fuma mais preferidos são os negros de fumo do tipo Nll® (ASTM D—2516). Um exempla deste negro de fumo mais preferido está disponível em Cabot, Boston, Hassachusetts, USA, sob a marca registada "Vulcan 9A32". A razão ponderai do copolimero de bloco para negro de fumo pode convenientemente situar-se numa gama desde ©,©:ti;l até 5€*©si» Preferivelmente, a razão é de lsl até 100s1 e9 roais preferivelmente, de 4sl até 7sl. A quantidade de negro de fumo utilizada situa-se mais preferivelmente numa gama desde 2 até 25 % numa base ponderai da quantidade de betume e negro de fu.mo =

Os negros de fumo estão, tipicamente, comercialmente disponíveis em forma de peletes, com ligação de partículas nos peletes maiores para melhorar a manipulação» Os agentes ligantss comerciais incluem óleos nafténicos e copolímeros de dibloco de vinil-arenas e diolifinas conjugadas» 0 agente ligante particular utilizado não é crítico para a prática do presente invento, conquanto a composição de negro de fumo não contenha mais do que 10 7. de betume numa base ponderai, estando a percentagem ponderai baseada na composição de negro de fumo total. Algumas quantidades· mínimas de betume podem estar contidas na composição de negro de fumo sem um efeito prejudicial sobre a compatibilidade e outras propriedades da composição produzida pelo processo do presente invento, mas se uma quantidade significativa de betume estiver presente no negro de fumo antes do negro de fumo ser misturado com o copalímero de bloco, as vantagens do presente invento não se realizarão» Preferivelmente, menos de 1© % numa base ponderai da composição de negro de fumo é betume e, mais preferivelmente, menos de 5 7* numa base ponderai da composição de negro de fuma é betume» Vantajasamente, a composição de negro de fumo está essencialmente livre de betume e está preferivelmente na forma de peletes ligados por u.m agente ligante de óleo nafté-nico. A composição de negro de fumo pode convenientemente ser misturada com o polímero de bloco num dispositivo misturador de alto corte» Um extrusor, moinho de Banbury, misturador contínuo 14 s

de Ferrei e moinho de dois tambores, é o que se refere coma dispositivo misturador de alto corte para o processo deste invento. 0 dispositivo da mistura de negro de fumo/copolímero de bloco mais preferido é um dispositivo de moagem de alto corte, preferivelmente um moinho de Banbury. ft mistura do copolímero de bloco com a mistura de negro de fumo é realizada preferivelmente com o copolímero numa fase fundida. A composição mistura de negra de fumo-copolímero de bloco é em seguida misturada com o betume. Esta mistura é realizada preferivelmente utilizando um dispositivo misturador de alto corte capas: de misturar os componentes sob uma condição de alto corte, é preferido um rotor de alto corte/desintegrador de estator, tal como um misturador Silverson. A mistura da mistura de negro de furoo-composiçSo copolimero de bloco com o betume é realizada preferivelmente com a temperatura inicial do asfalto numa gama desde 15Φ °C até 18$ °C, situando-se a temperatura da mistura final numa gama desde 180 °C até 22Φ °C. A estas temperaturas a viscosidade cf& mistura é suficientemente baixa para a acçSo de mistura, mas a temperaturas mais altas os copolímeros de bloco podem degradar-—se. 0 tempo de residência da composição no dispositivo misturador é preferivelmente superior a uma hora.

Outras agentes de enchimento, por exemplo sílica e carbonato de cálcio, estabilizadores, antloxidantes, pigmentos e solventes são conhecidas pela sua utilidade em composições qe betume e podem ser incorporados nas composições deste invento eai concentrações ensinadas na técnica, rolistireno, resinas líquidas funcionalizadas e resinas líquidas não funcionalizadas sgD

X também conhecidos par serem ingredientes vantajosos em composições de betume e podem ser incluídos nas composições aqui ensinadas.

Acredita-se* ainda que seja uma teoria ainda não provada* que o processo do presente invento resulta em composições estáveis porque os complexos acídicos/oxigénio quimioabsor-vido sobre a superfície de negro de fumo proporcionam α suporte interfacial entre os domínios rico em polímero e pobre em polímero no interior da composição de betuma. 0 resultado á que o contacto do copalímero de bloco com o negro de fumo* antes do contacto da copalímero de bloco com a betume* resulta numa suspensão mais estável da fase pobre (asfalteno) era polímero na fase rica em polímero. Isto também tem coma resultado o copolime r o de bloco ser mais eficaz no aumento da elastecidade da composição de betume* possibilitando uma concentração inferior de polímero de bloco para um nível semelhante de aumento na eiaste-cidade* resistência à tensão e outras propriedades. 0 invento será também compreendido a partir dos seguintes exemplos ilustrativos* em que as composições 1* 2* 6* 8 e 1Θ foram preparadas de acordo com o invento* enquanto as composições 3 até 5* 7, 9 e li foram exemplos comparativos.

Exemplo 1 0 copolímero de bloco utilizado neste exemplo foi um capalímero de bloca palistirsna-palibutadieno-polistirena, com um conteúdo de estireno de 3® % numa base ponderai e uma massa molecular média de 1®3 ®0® medida por GPC com um polistireno padrão» ft insaturação etilénica do polímero foi reduzida para menos de 1 7. da insaturação etilénica inicial por hidrogenação. O betume a tinha um ponto de amolecimento de 38 °C (1®0 °F) a uma penetração de 183 dmm. 0 betume b tinha um ponto de amolecimento de 44 °C (112 °F) e uma penetração de 12® dmm. 0 negro de fuma utilizada nas composiçSss 1 e 2 deste exemplo foram obtidos em Ca.boi Corp. of Boston, Mass. e é vendido sob a marca registada "Vulcan 9A32”« Este negro de fumo foi de um tipo SAF e foi de um grau M~11β <ASTM B-2516). Este negro de fumo foi obtida na forma ds peletes em que era utilizado como agente liganie um óleo nafténico. Um exemplo de óleo nafténico está disponível em Shell Oii Company of Houston, Texas sob a marca registada “Shellflex 371”. Quando o óleo nafténico adicional foi adicionado às misturas de negro de fumo-copo1ímero de bloco, foi utilizado “Shellflex 371".

As composições 1, 2 e 3 foram preparadas contenda as componentes descritos na Tabela 1. As composições 1 e 2 foram preparadas pela composição da copolímero de bloco e da negra de fumo num moinho de Banbury. A mistura negro de fumo-copolimero de bloco foi em seguida combinada com o betume e misturada num misturador de alto corte Silverson durante cerca de uma hora. Neste processo, o betume foi aquecido até 16Θ C'C e, em seguida, foi adicionada a mistura negro de fumo-copo1ímero de bloco. 17 - A composição 3 foi uma composição comparativa preparada por um processo ensinado por Nielson na Memória Descritiva da U,K» Patent 1 143 895. Um negro de fumo de grau Ν-11Θ (ASTM D—2516) foi misturado com o betume b. A mistura betume-negro de fumo foi em seguida combinada com o óleo nafté-nico e o copalimero de bloco num misturador de alto corte Silverson e misturados duram te cerca de uma horaP começando com uma temperatura de cerca de 160 °C e terminando a uma temperatura de 2ΘΘ °C,

As composições 4 e 5 foram exemplos comparativos que não continham negro de fumo. As composições 4 e 5 foram preparadas misturando o copo1imero de bloco hidragenado nos betumes a e bj, respectivamente, num misturador de alto corte Silverson durante cerca de uma hora a uma temperatura de cerca de 16© °C. A compatibilidade das composições foi medida como fracção$ numa base ponderal? -da fase rica de polímero ("FPR") de uma amostra que tinha sido armazenada durante 5 dias a uma temperatura de tó0 °C» Uma FPR de 1 ΘΘ % indica que a composição não se separou em fases durante este período de tempo. As composições foram armazenadas sob uma atmosfera de azoto durante este período de 5 dias. A Tabela 2 inclui as propriedades de FPR e a energia de tensão de rotura das cinco composições. A Energia de Tensão de Rotura foi determinada de acordo com o método de teste .ASTM D412. utilizando pedaços de dimensão I!D!! e uma velocidade de cabeça do dispositivo de l€i ”/min ¢25.,4 cm/min). A partir da Tabela 2 pode ver—se que apenas as composições preparadas de acordo com o processo do presente invento tiveram 100 % de FPR. Isto é uma característica extremâment© importante para composições de betume que devem ser armazenadas antes da aplicação9 tais como composições para cobertura de telhados. Os compostos de juntas? adesivos e composições de

‘ £5*l"ií-íi grandemente desta coí^p--' o qUS pavimento deverão também benefici< lidade melhorada. Pode também ver se a partir da Tabela Energia de Tensão de Frsctura foi melhorada para asfalto cos quando o copolímero de bloco foi adicionado pelo PrQi deste invento. a g id^P^ es» o

Uma composição de '‘Έπ-ergia de Tensão de Fractura' semelhante podia, por conseguinte, ser preparada utilizando menos capolimeros de bloco quando ê posto em prática o presente invento. Devida ao copolimero de bloco ser um componente caro destas composições, isto tem como resultado uma composição menos dispendiosa. 19 19

TABELA 1

Composicgo iU> -y\2) o» i 5 Partes numa base pond, Betume a 85 — — 88 — Betume b — 85 B5 — 88 Copalímero de bloca 12 12 12 12 12 Negro de fumo 2 3 *n> “T *» ? --· 2,3 0 0 óleo nafténico 0,7 @,, 7 0,7 0 0 (1) - - As compo siçSes 1 s 2 foram preparadas por mistur dos peleies de negro de fumo nos quais foi utilizado óleo nafténico como agente ligante com os copolímeros de bloco, combinando em seguida com o betume, ~ A composição 3 foi preparada misturando primeiro o asfalto e o negro de fumo e combinando em seguida a mistura de asfalto e negro de fumo com os restantes cofflponentes.

COfflPQSicão i. â. 5 FPR "A ponda | 00 í £k3 és0 Òò 74 Energia de Tensão í JL .5 í lã 13 11 13

EXEMPLO

Este Exemplo demonstra o melhoramento na retenção da resistência ã tensão da composição produzida pelo método deste invento em relação ès misturas betume—copolímero de bloco que não contêm negro de fumo»

Foram utilizados três betumes diferentes, os betumes ç, d e e, Estes betumes são todos asfaltos de Srau Α0-2Θ» O copolimero de bloco utilizado foi idêntico ao copalímero de bloco da Exemplo í« Os peletes de negro de fumo ligados por éleo nafténico foram também idênticos aos utilizados no Exemplo í. fís composições ò, B e 10 foram preparadas de acordo com o processo deste invento, utilizando o mesmo processo que foi utilizado para as composições 1 e 2= As composições 7, 9 e li não contêm negro de fumo e foram preparadas utilizando o e mesmo processo que foi uxuizado para as composições 4

As seis composições do Exemplo 2 foram divididas em alíquotas e os alíquotas foram armazenados a 7® A Energia de Tenslo de Rotura, em Ib.in íx I8€> g.cm), foi medida inicialmente e após 500, 1ΘόΘ e 1500 horas de armazenamento a 70 °C« A Tabela 3 lista os conteúdos das Composições ó até li, a par com os dados da Energia de Tensão de Rotura»

Os alíquotas das composições 6 até li foram também armazenados a 60 °C durante cinco dias para medir a estabilidade de armazenamento, como se descreveu no Exemplo i» As Composições &, B e 10 têm, cetda uma, 100 % de FPR após os cinco dias? ao passo que as Composições 7, 9 e íi mostraram separação de fase que tem FPR's de 48 %, 39 7» e 55 %, respectivamente» As Composições ó, 8 e 1Φ, como as Composições í e 2, podiam ser

guardadas apés a preparação se® requrerem remistura antes da utilização devido à melhoria da estabilidade de armazenamento»

Pode ver—se a partir da Tabela 3 que cada uma das composições preparadas de acordo com o processo deste invento mantêm uma excelente Energia de Tensão de Rotura durante a duração do teste de envelhecimento» Mão obstante um dos exemplos que não continham negro de fumo., a Composição 9, também manter uma boa Energia de Tensão de Rotura durante a duração do teste, as outras duas composições deterioraram-se rapidamente na Energia de Tensão de Rotura» Isto indica que o processo deste invento pode servir para ampliar os tipos de asfaltos utilizados com êxito com os copolimeros de bloco»

I ftBEl-ft -3 __Composição

Partes numa base pond, Ò Betume c 85 Betume d. Betume e Copalimera de bloco 12 Negro de fumo pm uf álea nafténica 0 ?7 7 8 9 1Θ lí 88 85 88 85 88 12 3 β f*s f O a O X A, 4. >£> X 0 j ·-* Θ *? ^ 0 Vi 057 0 A —? & 5 / Θ

Energia de TensSo de Rotura lb, in (k iS€s g.cm) (Horas de Envel Φ horas hecimento a 70 10 5 4 0L; \ i©,2 ·* « ,**n X H* f T 18,4 14,3 12,4 500 horas 22 s 0 15,7 er 16,4 17,8 10,8 10Θ0 horas 16,9 1,2 •7Π Q X / s X 18,0 1,3 1500 horas 8,0 1,4 18,5 21,7 22,8 0,3 FPR % pond. 12>0 48 100 38 100 55

Claims (1)

1. - 24 - ί

   REIVINDICacBESi ~ ÍÊc - Processo para a Pr©paraçIo de uma composição de betume, caracterizado por compreender os passos des a) misturar de uma composi.çg0 Q'e negro de fumo, que compreende negro de fumo e que contém de Θ a iô 'Á de betume numa base ponderai com base na composição Qg negro de fumo, com uma composição de copo 1 ímero de bloco, composição de copolíssero de bloco que compreende um copolímero d© bloco e que contém de Θ & 10 % de betume numa base ponderai COffl base na composição do copolímero de bloco, sendo o copolímero de bloco escolhido de entre α grupo constituído por copolímeros de bloco hidrogenados e nlo hidrogenados, compreendendo o copolimero de bloco, antes da hidrogenação, pelo menos dois blocos A, blocos A que compreendem predominantemente unidades de monómeros de vinilareno polimeriza— das, e pelo menos um bloco 8, bloco B que compreende predominan-temente unidades de monómeros de diolifina conjugada polimeriza-das? e b) combinação da mistura do copolímero de bloco e da composição de negro de fumo com um betuma, para formar a composição de betume» 2i« - Processo de- acordo com a reivindicação 1 caracte-rizado por α copolímero da bloco ser um copolímero de bloco linear, um copolimero de bloco linear ABA ou um copolímero de bloco radial» 3ã» - Processa de acordo com a reivindicação i ou a reivindicação 2 caracterizado por os blocos A serem predominante-mente de estireno polimerizado. 4 i* *

   41» - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3 caracterizado por o bloco B ser predominantemente butadieno palimerizado ou isopreno pclirosrizado» 51« - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4 caracterizado por α negro de fumo estar em forma de peletes ligados por um agente ligante de óleo nafténico. 61» - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5 caracterizado por o copolimero de bloco ser hidrogenado5 reduzindo a insaturação etilénica para menos de 2Θ 7. da insaturaçSo etilénica inicial» 71» - Processa de acordo com qualquer uma -das reivindicações í a 6 caracterizado por a razão entre os pesos do copolimero de bloco e do negro de fumo se situar numa gama desde 1s1 até leesl» 81» - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7 caracterizado por o copolimero de bloco utilizado se encontrar desde 2 % numa base ponderai até 25 % numa base ponderai com base na quantidade da betume mais copolimero de b 1 Dl. o » Vâ» - Processo de acordo com a reivindicação 8 caracte-rizado por a quantidade de negro de fumo utilizado se encontrar desde 2 % até 25 % numa base ponderai com ha.se na. quantidade de betume e negro de fumo» l€íâ. Processo de acordo com qualquer uma das reivin— dicações 1 a 9 caracterizado oos' O betume ter um ponto de > amolecimento numa gama desde :tC até 101 ~'U.- s Lisbo- i5 de Outubro de i?9@

   J. PEREIRA DA CRUZ Agente Oficial da Propriedade industrial RUA VtCTOR CORDON, 10-A 3« 1200 USBOA